内容正文:
高2024级高二年级上学期质量监测试题
数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 抛物线的焦点到准线的距离为( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】由解析式写出焦点坐标及准线方程,即可得到答案.
【详解】由解析式可知,即,
焦点到准线的距离为.
故选:B.
2. 的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查复数的运算,先把分母实数化,整理成的形式,求出虚部b即可。
【详解】因为,所以虚部为,
故选:D
3. 双曲线:的左、右焦点分别为,,是上一点,若,则( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 6
【答案】D
【解析】
【分析】根据双曲线的定义即可求出.
【详解】由题意双曲线:的,,
又是上一点,,在双曲线的右支上,
根据双曲线的定义,得,,解得.
故选:D.
4. 设,是一个随机试验中的两个事件,且与相互独立,若,,则( )
A. 0.2 B. 0.5 C. 0.7 D. 0.9
【答案】C
【解析】
【分析】由并事件概率公式及独立事件的交事件概率公式求得结果.
【详解】,
故选:C
5. 三棱锥中,点,分别为,的中点,记,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,结合空间向量的线性运算法则,准确化简,即可求解.
【详解】因为点 是 的中点,所以,
又因为点 是 的中点,所以,
因此:.
故选:A
6. 某大街在甲,乙两处设有红绿灯,汽车在这两处遇绿灯的概率分别是,,假设在两处遇到绿灯互不影响,则汽车在这两处恰好遇到一次红灯的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据独立事件概率乘积公式结合互斥事件概率和公式计算求解.
【详解】在甲,乙两处设有红绿灯,汽车在这两处遇绿灯的概率分别是,,
则汽车在这两处恰好遇到一次红灯的概率为.
故选:B.
7. 圆柱的轴截面为正方形,一个圆锥的底面半径与该圆柱的底面半径相同,且侧面积相等,则圆锥的高与圆柱的高之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设圆柱的底面半径为,圆锥的母线长为,依题意得到求得,继而求出圆锥的高,计算即可求得.
【详解】设圆柱的底面半径为,因为圆柱轴截面是正方形,所以圆柱的高为,
依题意圆锥的底面半径为,设圆锥的母线长为,
因为圆锥与该圆柱的侧面积相等,所以,解得,
则圆锥的高为,
所以圆锥的高与圆柱的高之比为.
故选:C.
8. 是圆:上的动点,为直线:上的动点,定点,则的最小值是( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】根据点关于直线对称的点的特征,求点关于对称点为,得,从而,当且仅当三点共线时取等号,从而解出的最小值.
【详解】
圆:的圆心,半径
设点关于对称点为,
则,解得,即
故
由,故,
又,则,
当且仅当三点共线时取等号,故的最小值为4.
故选:C
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知直线,,则( )
A. 恒过定点 B. 若,则
C. 若,则 D. 的倾斜角可能为0
【答案】AC
【解析】
【分析】通过分离参数法求得直线恒过定点判断A选项,由两直线平行于垂直时直线方程中系数的关系建立方程,解得,判断BC选项,整理直线方程,得到斜率,由斜率为0建立方程,由方程的解判断D选项.
【详解】,直线恒过定点,A选项正确;
若,则,∴,
且当时,,,也成立,B选项错误;
若,则,即,则,C选项正确;
时,斜率不存在,倾斜角为,时,直线斜率为,倾斜角不是,
于是无论如何取值,倾斜角不可能是,D选项错误.
故选:AC.
10. 如图,正方体的棱长为2,点在线段上运动,则( )
A. 存在点,使得
B. 三棱锥的体积为定值
C. 直线与所成的最小角为
D. 点到直线距离的最小值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,得到点坐标,即可得到向量坐标,设,得到向量坐标,由数量积求得取何值时,即可判断A选项;由线线平行得到线面平行,即可判断B选项;由空间直角坐标系得到向量坐标,由数量积求得到线线角的范围,判断C选项;由空间直角坐标系得到向量坐标,通过向量的投影即可求得到直线距离,即可判断D选项.
【详解】对于A,以为坐标原点建立空间直角坐标系,如下图所示:
则,,则,设,
,,∴,,
∴,
则,当时,,
则,即当为的中点时,满足题意;A选项正确;
对于B,∵,∴平面,平面,
∴平面,即点到平面的距离不变,
∴不变,B选项正确;
对于C,,∴,
则,,
设直线与所成角为,
则,
令,函数对称轴为,
∴,,
∴∴,∵,
∴直线与所成的最小角不为,C选项错误;
对于D,,,,
则,
则在上的投影长为
∴到直线距离
∵,∴当时,取最小值,D选项正确.
故选:ABD.
11. 在平面直角坐标系中,过抛物线焦点的直线与相交于,两点,过作的垂线交直线于点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】由抛物线方程得到焦点坐标及准线方程.由抛物线的定义即可判断A选项;讨论直线斜率不存在,求得坐标,即判断B选项;讨论直线斜率不存在,结合对称性由坐标求得,再讨论直线斜率存在时,设直线方程,联立方程组并设交点坐标,由韦达定理得到交点坐标与参数的关系,结合抛物线定义求得,由余弦定理证明,判断C选项;讨论直线斜率不存在时,由坐标求得,再讨论直线斜率存在时,得到直线方程后得到点坐标,然后表示出,即可判断D选项.
【详解】如图所示,由题意得,准线方程为,
当直线斜率为0时,直线与抛物线只有一个交点,不符合题意,
故点不与原点重合,由抛物线定义可知,A选项正确;
当直线斜率不存在时,,则,,,
此时,,,B选项错误;
当直线斜率不存在时,,则,,
,∴,∴
当直线斜率存在时,设,联立方程组得,
整理得,设,,
则,
由抛物线定义可知,
,
,
即,∴,
∴,C选项正确;
,
当直线斜率不存在时,,则,,,
,
当直线斜率存在时,,,
直线,则,
∴,
∴,
,
∴,D选项正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 椭圆的一个焦点坐标是,则的值为______.
【答案】1
【解析】
【分析】由椭圆中的关系即可求得答案.
【详解】∵焦点坐标是,∴,
∵,∴,
.
故答案为:1.
13. 从小到大依次排列的四个数1,,,9,这四个数的中位数和平均数相等,则这四个数的和是______.
【答案】20
【解析】
【分析】由中位数及平均数定义求得这四个数的中位数和平均数,然后建立方程求得,即可求得答案.
【详解】中位数为,平均数为,
由题意得,则,
∴,
故答案为:20.
14. 斜三棱柱中,,,,,动点在侧面上,且,则的轨迹长度为______.
【答案】
【解析】
【分析】建系并标点,设,根据数量积和模长可得,求平面的法向量和点在平面的投影为,可得,,可知点的轨迹是以为圆心,半径的圆,即可得结果.
【详解】如图,以为坐标原点,分别为轴,垂直于平面的直线为轴,建立空间直角坐标系,
则,
设,则,
由题意可知:,
则,解得,
即,则,,
可得,
注意到,则,可知为矩形,
设平面的法向量为,则,
令,则,可得,
设点在平面的投影为,
则,,,
因为,则,解得,
即,则,
可得,,
又因为,,
则,且,
可得点到直线,,,的距离分别为,均大于1,
所以点的轨迹是以为圆心,半径的圆,
所以的轨迹长度为.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知圆的圆心在直线上,且与直线相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相交于两点,且,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)由切点和切线得到切点与圆心的直线方程,联立直线方程求得圆心坐标,由圆心和切点求得圆半径,从而写出圆的标准方程;
(2)求圆心到直线的距离,由垂径定理建立方程,解得实数的值.
【小问1详解】
令切点为,
由题意可知过点且垂直于直线,
∴,
联立直线方程,解得,则半径,
∴圆.
【小问2详解】
由(1)可知圆心,
则圆心到直线的距离,
又∵,
∴,即,
∴或.
16. 为了深入开展安全教育,普及安全文明知识,某中学随机抽取1000名学生进行安全文明知识竞赛并记录得分(满分:100分),将学生的成绩整理后分成五组,从左到右依次记为,,,,,并绘制成如图所示的频率分布直方图.
(1)请估计这1000名学生成绩的平均数(同一组数据用该组区间的中点值作代表)和上四分位数(结果保留整数);
(2)现从,两组中采用按比例分层随机抽样的方法抽取5人,再从这5人中随机抽取2人,求2人来自不同两组的概率.
【答案】(1)平均数为分,上四分位数约为分,
(2)
【解析】
【分析】(1)根据频率分布直方图可求出平均数及上四分位数.
(2)根据分层抽样可得中抽取的人数为,中抽取的人数为,然后把所有情况都列举出来,用古典概率计算公式即可求解.
【小问1详解】
在频率分布直方图中,结合频率分布直方图,
设这1000名学生成绩的上四分位数为t, 在的频率为0.3,的频率为0.4,的频率为0.15,则上四分位数落在内,
则,解得,即上四分位数约为73分,
这1000名学生成绩的平均数为分.
【小问2详解】
按比例分配的分层随机抽样方法.中抽取的人数为,中抽取的人数为.
记来自的3人和来自的2人分别为,
则所有基本事件为,, ,,,,,,,,共10个,满足题意2人来自不同两组的有6个,
由古典概型知,2人来自不同两组的概率为.
17. 如图,在四棱锥中,底面为梯形,,,,平面平面,为的中点,是棱上的点.
(1)证明:;
(2)若,,,且与平面所成角为,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见详解
(2)
【解析】
【分析】(1)由面面垂直的性质得到线面垂直,从而得到线线垂直;
(2)证明空间内三条直线两两垂直,从而建立空间直角坐标系,得到点坐标,设,通过平面的法向量及的数量积与线面角的关系求得,得到向量,分别求得平面与平面的法向量,由数量积求得平面与平面所成的二面角的余弦值.
【小问1详解】
∵,即,
∵平面平面,且平面平面,
平面,且,
∴平面,∵平面,∴.
【小问2详解】
∵且为的中点,
∴,又∵,∴四边形为平行四边形,
∴,又∵,∴,
由(1)可知平面,且平面,所以
∵,为的中点,∴,
∴如图以点为顶点建立空间直角坐标系,
∴,,,,,
则,设,,
则,
平面的一个法向量为,
则,即,
即,∴,即,
∴或(舍去),
∴,
,,
设平面与平面的一个法向量分别为,,
则,令,则,即,
则,令,则,即,
设平面与平面所成的二面角为,
则.
18. 已知双曲线:的离心率为,焦点到的渐近线的距离为1.
(1)求的方程;
(2)若垂直于轴的直线与的右支相交于,两点,已知点,直线和的左支交于点.
(ⅰ)若,是坐标原点,求直线的方程;
(ⅱ)求证:直线过定点.
【答案】(1);
(2);证明见解析.
【解析】
【分析】(1)利用双曲线的定义、性质结合点到直线的距离公式计算即可;
(2)设直线方程及点坐标,与双曲线方程联立利用韦达定理得出坐标关系,(ⅰ)根据三角形面积公式结合韦达定理计算即可;(ⅱ)利用直线的两点式方程及点差法证明即可.
【小问1详解】
易知的渐近线方程为,设双曲线的一个焦点为,则,
由双曲线对称性,不妨取的一条渐近线,
则到该渐近线的距离,
又C的离心率为,即,所以;
【小问2详解】
不妨设A在第一象限,由题意可设,
,
联立得,
则,整理得,
(ⅰ)易知,
即,
解之得(舍去)或,所以,即.
(ⅱ)直线,
整理得,
又在双曲线上,且在直线上,
即,则,
作差得,
化简得,
则,
即,
显然时,,即直线过定点.
19. 已知椭圆:,其右顶点为.
(1)已知是上的动点,求到直线距离的最大值;
(2)过点的直线与相交于,两点(均不与点重合).
(ⅰ)判断点与以为直径的圆的位置关系,并说明理由;
(ⅱ)求的外接圆圆心的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)(i)点 在以 为直径的圆外(ii)
【解析】
【分析】(1)利用三角换元设出点坐标,再根据点到直线的距离公式计算求最值即可;
(2)(i)把问题转化为判断的正负,再根据设而不求的方法计算即可;(ii)设圆的方程,直线分别与圆和椭圆联立后的方程系数成比例,列方程,可得答案.
【小问1详解】
椭圆 的参数方程为 ,点 到直线 的距离为
令 ,则
当 时, 取得最大值 ;
【小问2详解】
(i)点 在以 为直径的圆外.
理由:设直线 (,否则与 重合),代入椭圆方程得
设 ,
则
计算 ,利用 得:
代入得,
,
将韦达定理结果代入,计算得
当 时,直线为 ,过点 ,与题设“均不与 点重合”矛盾,故不考虑;
当直线 斜率不存在时,方程为 ,代入椭圆解得
则
此时
综上,均有
故 为锐角,点 在以 为直径的圆外;
(ii)设 的外接圆圆心为 ,圆方程为 ,
代入 得 ,将 代入圆方程,得:
整理得:
将 代入椭圆中,由(i)得:
方程 (1) 和 (2) 表示两个交点 的横坐标满足的方程,故系数成比例,
则:,
解得:
设圆心,
则
消去 得轨迹方程
但 时,,中有一个点与点重合,不符合题意,故除去点 ,
因此, 的轨迹方程为
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数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 抛物线的焦点到准线的距离为( )
A. B. 1 C. 2 D. 4
2. 的虚部为( )
A. B. C. D.
3. 双曲线:的左、右焦点分别为,,是上一点,若,则( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 6
4. 设,是一个随机试验中的两个事件,且与相互独立,若,,则( )
A. 0.2 B. 0.5 C. 0.7 D. 0.9
5. 三棱锥中,点,分别为,的中点,记,,,则( )
A. B. C. D.
6. 某大街在甲,乙两处设有红绿灯,汽车在这两处遇绿灯的概率分别是,,假设在两处遇到绿灯互不影响,则汽车在这两处恰好遇到一次红灯的概率为( )
A. B. C. D.
7. 圆柱的轴截面为正方形,一个圆锥的底面半径与该圆柱的底面半径相同,且侧面积相等,则圆锥的高与圆柱的高之比为( )
A. B. C. D.
8. 是圆:上的动点,为直线:上的动点,定点,则的最小值是( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知直线,,则( )
A. 恒过定点 B. 若,则
C. 若,则 D. 的倾斜角可能为0
10. 如图,正方体的棱长为2,点在线段上运动,则( )
A. 存在点,使得
B. 三棱锥的体积为定值
C. 直线与所成的最小角为
D. 点到直线距离的最小值为
11. 在平面直角坐标系中,过抛物线焦点的直线与相交于,两点,过作的垂线交直线于点,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 椭圆的一个焦点坐标是,则的值为______.
13. 从小到大依次排列的四个数1,,,9,这四个数的中位数和平均数相等,则这四个数的和是______.
14. 斜三棱柱中,,,,,动点在侧面上,且,则的轨迹长度为______.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知圆的圆心在直线上,且与直线相切于点.
(1)求圆的标准方程;
(2)若直线与圆相交于两点,且,求实数的值.
16. 为了深入开展安全教育,普及安全文明知识,某中学随机抽取1000名学生进行安全文明知识竞赛并记录得分(满分:100分),将学生的成绩整理后分成五组,从左到右依次记为,,,,,并绘制成如图所示的频率分布直方图.
(1)请估计这1000名学生成绩的平均数(同一组数据用该组区间的中点值作代表)和上四分位数(结果保留整数);
(2)现从,两组中采用按比例分层随机抽样的方法抽取5人,再从这5人中随机抽取2人,求2人来自不同两组的概率.
17. 如图,在四棱锥中,底面为梯形,,,,平面平面,为的中点,是棱上的点.
(1)证明:;
(2)若,,,且与平面所成角为,求平面与平面夹角的余弦值.
18. 已知双曲线:的离心率为,焦点到的渐近线的距离为1.
(1)求的方程;
(2)若垂直于轴的直线与的右支相交于,两点,已知点,直线和的左支交于点.
(ⅰ)若,是坐标原点,求直线的方程;
(ⅱ)求证:直线过定点.
19. 已知椭圆:,其右顶点为.
(1)已知是上的动点,求到直线距离的最大值;
(2)过点的直线与相交于,两点(均不与点重合).
(ⅰ)判断点与以为直径的圆的位置关系,并说明理由;
(ⅱ)求的外接圆圆心的轨迹方程.
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